» » Как разделить чёрную дыру на части и стоит ли это делать?

Как разделить чёрную дыру на части и стоит ли это делать?

Как разделить чёрную дыру на части и стоит ли это делать?
Одну чёрную дыру, учат нас в школе, нельзя разделить на две. Однако, как оказалось, есть вероятность, что пару чёрных дыр можно разделить на три и более. Намного более.

Второе начало термодинамики чёрных дыр запрещает уменьшение поверхности чёрной дыры (ЧД). Любое разбиение ЧД на меньшие по размеру эту поверхность уменьшит, что запрещает вышеупомянутое начало.

Математически всё это сводится к тому, что если А > 0, B > 0 и А + B = С, то А? + В? >= С? не имеет решений (как всегда, словосочетание «не имеет решений» не стоит понимать буквально, но в физических целях так оно и есть).

В общем-то, примерно так же дело обстоит и геометрически: если есть три угла, причём третий — сумма двух первых, то треугольник с любым из углов, превышающим 90?, не выстроится (уточним: нормальный треугольник, а не вырожденный).

Как разделить чёрную дыру на части и стоит ли это делать?
Даже в самом неплодовитом случае, столкновение двух ЧД равной массы может (?) закончиться рождением трёх ЧД. О «самом плодовитом варианте» лучше даже не задумываться. (Иллюстрация Johannes Koelman.)

Однако голландский физик Йоханесс Коэльман (Johannes Koelman) полагает, что можно попробовать разбить ЧД, если вовлечь в этот процесс другую ЧД. Кстати, вариант не слишком теоретический, скорее крайне жизненный и практический: столкновения ЧД должны происходить весьма часто. Именно такая судьба, как считается, ждёт и нашу сверхмассивную ЧД Стрелец А* через несколько миллиардов лет, когда Млечный Путь встретится с галактикой Туманность Андромеды.

Исследователь сосредоточился на таких столкновениях, в ходе которых не продуцируется и не теряется энтропия — чтобы избежать возможных дальнейших проблем с термодинамикой.

Тогда вырисовывается совсем иная картина:

С1 + C2 = A1 + A2 + ... An

С?1 + C?2 = A?1 + A?2 + ... A?n

С1 и C2 здесь — массы изначальных сталкивающихся ЧД, а A1 + A2 + ... An — массы образующихся при этом столкновении новых ЧД. Легко видеть, что решений здесь может быть не просто много, а весьма много. Среди них есть и тривиальные (1, 1; 1, 1) и нетривиальные, из которых даже наименьшее (3, 3; 4, 1, 1) подразумевает, что две ЧД с условными массами 3 и 3 порождают при столкновении три ЧД массой 4, 1 и 1.

Разумеется, на деле таких возможностей больше (13, 13; 16, 9, 1), (21, 21; 25, 16, 1), и в принципе любой может продолжить этот ряд очень далеко.

Но это всё ещё цветочки: фактически две ЧД неравной массы могут распадаться на четыре новые ЧД: (6, 4; 7, 1, 1, 1), (10, 5; 11, 1, 1, 1, 1) и так далее. На деле количество результирующих ЧД должно быть почти бесконечно. С двумя ЧД равной массы ситуация сходная: (1, 1; 1, 1), (3, 3; 4, 1, 1), (9, 9; 12, 4, 1, 1) и так, как в «Казачьей раздумчивой», «пока степь не кончится». Что интересно, в последнем сценарии не менее 29,3% всей массы двух исходных ЧД превращается в огромное количество весьма маломассивных ЧД.

Как все эти, на первый взгляд, досужие рассуждения голландского физика расценивать? Без сомнения, есть только один правильный ответ. Да, это провокация. Более важен другой вопрос: является ли это математическими или физическими возможностями, иными словами, нет ли каких-то конкретных физических механизмов, которые препятствуют такому, мягко говоря, катастрофическому сценарию? Ведь если таких сдерживающих механизмов нет, то и недавнее столкновение Млечного Пути с карликовой галактикой и будущее столкновение его же Туманностью Андромеды должны привести к рождению неисчислимого количества ЧД, с не вполне приятными последствиями для Галактики в целом. Кроме того, учитывая предполагаемое количество таких столкновений в истории Вселенной, число малых (чуть ли не бесконечно малых) ЧД, образовавшихся за последние 12 млрд лет, должно быть невероятно большим. Скажем, оно запросто может превышать количество звёзд во Вселенной, и это ещё сдержанная оценка.

Как разделить чёрную дыру на части и стоит ли это делать?
Сейчас считается, что при столкновении ЧД могут только сливаться. Если расчёты г-на Коэльмана верны, то даже если масса крупнейшей результирующей ЧД и растёт, попутно образуется множество мелких ЧД. (Илл. VU.)

Сам Йоханесс Коэльман называет событие, которое последует после столкновения СМЧД в центре нашей Галактики и Туманности Андромеды, «душем из чёрных дыр», и он, возможно, прав. Стоит только добавить, что рождённые в таком столкновении дыры могут приобрести значительную скорость и «разлететься» не только по ядру будущей Млекомеды, но и практически на всю грядущую галактику.

Впрочем, здесь есть и другой небезынтересный момент. Если такие «души» могут случиться, то они случались миллиарды раз в истории Вселенной. Значит, она теоретически наводнена малыми ЧД, часть из которых (меньше определённой массы) со временем испарится и взорвётся, а часть, несомненно, по массе очень значительная (в принципе, больше массы всех звёзд в целом), всё ещё существует. Но где они, все эти нестройные бесчисленные колонны ЧД? Почему наши наблюдения не показывают такой картины?

На деле все вышеперечисленные вопросы это лишь верхушка айсберга. Ибо если подход г-на Коэльмана верен, то мы смотрим на Вселенную слегка не под тем углом (одна эволюция ЧД и квазаров чего стоит...). Кстати, он обещает в ближайшее время рассмотреть физическую сторону вопроса — иными словами, доказательно исследовать вопрос о том, происходит ли всё описанное на практике или является лишь математической игрой. Мы будем следить за его провокациями — с непременным последующим разоблачением, само собой.

Подготовлено по материалам Hammock Physicist.

13 сентябрь 2015 /
  • Не нравится
  • 0
  • Нравится

Похожие новости

Сверхмассивные чёрные дыры росли быстрее, чем принято думать

В крупных галактиках рост массивных чёрных дыр в центре происходил пропорционально квадрату роста массы самой галактики, заявляют австралийские астрономы. Годами было принято думать, что

Разрушить, чтобы построить лучше

Какие у нас имеются доказательства связи между столкновением галактик в космосе и рождением новых звезд? Недостающее звено между столкновением галактик и рождением звёзд, кажется найдено. Данные

Астрономы изобразили будущее столкновение нашей галактики

Астрономы создали атлас столкновения нескольких галактик, включая нашу, которое произойдет через пять миллиардов лет. Столкновение Млечного Пути (материнской галактики нашей Земли) и галактики

Млечный Путь, возможно, недавно сталкивался c другой галактикой

Некоторое время назад астрономы обнаружили, что вверх и вниз от диска нашей Галактики поднимаются «лепестки», состоящие из заряженных частиц. Они были чрезвычайно большими: в обе стороны от диска

Черные дыры могут взрываться, превращаясь в белые

В ответ на предложенную в октябре 2013 года теорию о бессмертии чёрных дыр, астрофизики выдвинули другую версию. По мнению авторов нового исследования, чёрные дыры взрываются и превращаются в белые

Темная материя управляет ростом сверхмассивных черных дыр

В центре каждой массивной галактики располагается черная дыра. Чем массивнее галактика, тем больше черная дыра. Но почему так происходит? Американским ученым, возможно, удалось ответить на этот
Комментарии

НАПИСАТЬ КОММЕНТАРИЙ

Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
Код:
Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив
Введите код:
Популярные новости
Особенности применения базальтопластиковой арматурыЭлектронная регистратураОсобенности тренировки в спортивном центреВыбираем обувь в ТодошопНепознанное и загадочное: подземные ходыБазы данных для поиска людей в ИнтернетеИнтернет - магазин белья и колготПреимущества интернет магазинов одежды